Question

20．過氧化鈣可以用于改善地表水質、處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮，也可用于應急供氧等．工業(yè)上生產過氧化鈣的主要流程如圖：

已知CaO₂•8H₂O呈白色，微溶于水，加熱至350℃左右開始分解放出氧氣．
（1）用上述方法制取CaO₂•8H₂O的化學方程式是CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）檢驗“水洗”是否合格的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，看是否產生白色沉淀；
（3）沉淀時常用冰水控制溫度在0℃左右，其可能原因是（寫出兩種）：
①溫度低可減少過氧化氫的分解，提高過氧化氫的利用率
②該反應是放熱反應，溫度低有利于提高CaO₂•8H₂O產率
（4）測定產品中CaO₂的含量的實驗步驟是：
第一步：準確稱取a g產品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過量的b g KI晶體，再滴入少量2mol/L的H₂SO₄溶液，充分反應．
第二步：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液．
第三步：逐滴加入濃度為c mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至反應完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL．
【已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-】
①CaO₂的質量分數為$\frac{36cV×1{0}^{-3}}{a}$或$\frac{3.6cV}{a}$ （用字母表示）；
②某同學第一步和第二步的操作都很規(guī)范，第三步滴速太慢，這樣測得的CaO₂的質量分數可能偏高（填“不受影響”、“偏低”或“偏高”），原因是在酸性條件下空氣中的O₂也可以把KI氧化為I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，從而使測得的CaO₂的質量分數偏高．

Answer 1

分析 （1）根據圖示流程中找出反應物、生成物，寫出反應的化學方程式，由工藝流程可知，反應②為氯化鈣與氨水、過氧化氫反應生成CaO₂•8H₂O，還應生成氯化銨；
（2）通過檢驗洗滌液中是否含有氯離子來判斷檢驗“水洗”是否合格，用稀硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗；
（3）從雙氧水的穩(wěn)定性、該反應的反應熱、溫度對過氧化鈣的溶解度的影響等方面分析；
（4）①根據電子守恒及化學反應方程式找出過氧化鈣與硫代硫酸鈉反應的關系式，再根據題中數據計算出樣品中過氧化鈣的質量分數；
②根據空氣中的氧氣能夠氧化碘離子，使碘單質的量增加，消耗的硫代硫酸鈉增加分析．

解答 解：（1）由流程可知，反應物為氯化鈣、雙氧水、氨氣和水，生成為CaO₂•8H₂O和氯化銨，反應的化學方程式為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，
故答案為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）“水洗”不合格，含有氯離子，所以檢驗“水洗”是否合格的方法是：取最后一次洗滌液少許于試管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，看是否產生白色沉淀，
故答案為：取最后一次洗滌液少許于試管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，看是否產生白色沉淀；
（3）由于溫度較高時雙氧水容易分解，會導致過氧化鈣產率下降，且溫度降低時過氧化鈣的溶解度減小，有利于過氧化鈣的析出，該反應是放熱反應，溫度低有利于提高CaO₂•8H₂O產率，所以沉淀反應時常用冰水浴控制溫度在0℃左右，
故答案為：溫度低可減少過氧化氫的分解，提高過氧化氫的利用率；該反應是放熱反應，溫度低有利于提高CaO₂•8H₂O產率；
（4）①過氧化鈣氧化碘化鉀生成的碘單質，用硫代硫酸鈉滴定時，消耗的硫代硫酸鈉的物質的量為：cmol•L^-1×V×10^-3L=cV×10^-3mol，根據氧化還原反應中電子守恒及題中反應方程式可得關系式：CaO₂～I₂～2S₂O₃^2-，過氧化鈣的物質的量為：n（CaO₂）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×cV×10^-3mol，
樣品中CaO₂的質量分數為：$\frac{\frac{1}{2}×cV×1{0}^{-3}mol×72g/mol}{ag}$×100%=$\frac{36cV×1{0}^{-3}}{a}$或$\frac{3.6cV}{a}$，
故答案為：$\frac{36cV×1{0}^{-3}}{a}$或$\frac{3.6cV}{a}$；
③在酸性條件下空氣中的O₂也可以把KI氧化為I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，從而使測得的CaO₂的質量分數偏高，
故答案為：偏高；在酸性條件下空氣中的O₂也可以把KI氧化為I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，從而使測得的CaO₂的質量分數偏高．

點評 本題考查形式為物質制備流程圖題目，涉及中和滴定中的誤差分析、物質的檢驗及化學計算等問題，題目難度較大，做題時注意分析題中關鍵信息、明確實驗基本操作方法，本題較為綜合，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗、化學計算能力．